Qu'est-ce que la catalyse enzymatique?
La catalyse enzymatique est un processus dans lequel l'enzyme réagit avec une autre molécule, appelée substrat. Cette catalyse des réactions chimiques diminue l'énergie d'activation (Ea), qui fournit alors suffisamment d'énergie pour que les molécules réactives forment une nouvelle substance. L'enzyme se lie au substrat et transforme la molécule en un nouveau produit. Contrairement au substrat, l’enzyme reste inchangée après le processus et est capable d’exécuter plusieurs processus de ce type. Un autre rôle des enzymes est de stabiliser les réactions chimiques et d’agir en tant que catalyseurs.
Un catalyseur a la capacité de rester entier tout en augmentant la vitesse d'une réaction chimique. Les catalyseurs artificiels peuvent effectuer des réactions chimiques similaires; Cependant, ils ne sont pas aussi puissants et ne peuvent rivaliser avec le taux d'accélération d'une catalyse enzymatique naturelle. La catalyse enzymatique chez l’homme a généralement lieu à une température d’environ 37 degrés Celsius (99 degrés Fahrenheit).
Composées de chaînes d’acides aminés, les enzymes ont une forme tridimensionnelle facilement altérée par les températures élevées et un déséquilibre du potentiel en hydrogène, également appelé équilibre du pH. Certains produits chimiques, les radicaux libres et les métaux lourds peuvent également modifier la forme des enzymes et interférer avec la catalyse enzymatique. Si l'enzyme perd sa forme, il n'est plus en mesure de réaliser la catalyse de réactions biochimiques.
Le modèle de catalyse enzymatique le plus privilégié est le modèle d'ajustement induit dans lequel le substrat s'emboîte avec une petite zone active de l'enzyme, appelée site actif. Une fois la liaison complétée, un nouveau produit est libéré de la zone active. Au cours du processus de liaison, la forme de l'enzyme change légèrement, mais à mesure que le nouveau produit est libéré, l'enzyme est prête pour la prochaine réaction chimique.
La liaison différentielle et uniforme sont les principaux moyens par lesquels la liaison se produit. La liaison différentielle consiste uniquement en une liaison de transition forte. La liaison uniforme, d'autre part, comprend à la fois une liaison forte au substrat et à l'état de transition. Les deux mécanismes peuvent se produire lorsque de petites enzymes non liées au substrat sont présentes.
La liaison différentielle, cependant, est essentielle pour réduire l'Ea lorsque les enzymes sont saturées. En d'autres termes, elle a une affinité élevée, ce qui est le mécanisme le plus courant car la plupart des enzymes fonctionnent de cette manière. Une fois la liaison formée, l'énergie de l'état de transition est réduite et une autre voie est fournie pour que la réaction chimique ait lieu. Ainsi, la catalyse enzymatique est capable de rester stable.